追記 2017/12/27

Vagrant2.0.1 (Windows10, VirtualBox5.2.0) でも同じエラーが発生！
今回はこれで一発解決！感謝！ -> VagrantコマンドでEncoding::InvalidByteSequenceError
恐らく、以下の『再発』の現象もこれで解決できたんじゃないかと。

現象

Windows8.1上でこんなエラーが発生して、VirtualBox上のCentOS6が起動しなかった。

> vagrant up
F:/tools/DevelopmentTools/HashiCorp/Vagrant/embedded/gems/gems/vagrant-1.7.2/lib/vagrant/util/io.rb:32:in `encode': incomplete "\x95" on Windows-31J (Encoding::InvalidByteSequenceError)

さっきまでは動いてたのに突然(-_-)

これ関連ありそうだったけど… 違った。
http://uchimanajet7.hatenablog.com/entry/2015/03/13/204916

解決

VirtualBoxで他のCentOSを起動していている場合にこのエラーが発生することが分かった。他のを全て落としたら、vagrant upで正常に起動するようになった。

ポートフォワードのバッティングが原因だったのかもしれない。

再発

VirtualBox5.0＋Vagrant1.7.3の組み合わせで同じエラーが発生した。

> vagrant up
Bringing machine 'default' up with 'virtualbox' provider...
==> default: Checking if box 'ubuntu/trusty64' is up to date...
==> default: A newer version of the box 'ubuntu/trusty64' is available! You currently
==> default: have version '20150506.0.0'. The latest is version '20150609.0.10'. Run
==> default: `vagrant box update` to update.
==> default: Clearing any previously set forwarded ports...
F:/tools/DevelopmentTools/HashiCorp/Vagrant/embedded/gems/gems/vagrant-1.7.3/lib/vagrant/util/io.rb:32:in `encode': inco
mplete "\x82" on Windows-31J (Encoding::InvalidByteSequenceError)
        from F:/tools/DevelopmentTools/HashiCorp/Vagrant/embedded/gems/gems/vagrant-1.7.3/lib/vagrant/util/io.rb:32:in `
read_until_block'
:
:

vagrant box updateしてから

==> default: Updating 'ubuntu/trusty64' with provider 'virtualbox' from version
==> default: '20150506.0.0' to '20150609.0.10'...
==> default: Loading metadata for box 'https://atlas.hashicorp.com/ubuntu/trusty64'
==> default: Adding box 'ubuntu/trusty64' (v20150609.0.10) for provider: virtualbox
    default: Downloading: https://atlas.hashicorp.com/ubuntu/boxes/trusty64/versions/20150609.0.10/

再度vagrant upしてみたが、やはりダメ。